(57)【要約】【課題】作業性・可搬性に優れ、均一な接着層を実現できる金属間接着材を提供すること。【解決手段】有機系繊維１からなる布１０に、有機溶媒中に酸化銀の微細粒子を混入・分散させたペースト２を含浸・塗布してなる接着材であって、前記酸化銀が加熱により放出する酸素によって、前記有機系繊維を酸化し、気化せしめるに足る量の酸化銀を含有することを特徴とする接着材を構成する。この布状の接着材を、所定のサイズに切断・整形し、接着すべき２つの金属面の間に挟んで加圧・加熱すると、酸化銀が自己分解して銀となって金属面間を接着し、放出された酸素が有機系繊維１を酸化し、気化させる。【選択図】    図１
2007008971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機系繊維からなる布に、有機溶媒中に酸化銀の微細粒子を混入・分散させたペーストを含浸・塗布してなる接着材であって、前記酸化銀の量が、該酸化銀が加熱により放出する酸素によって、前記有機系繊維を酸化し、気化せしめるに足る量であることを特徴とする接着材。
【請求項２】
前記ペーストが銀の微細粒子を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の接着材。
【請求項３】
前記有機系繊維からなる布が該布の厚さよりも小でない粒径の銀塊もしくは酸化銀塊を保持していることを特徴とする請求項１に記載の接着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接着材に関し、特に、金属間接着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、金属微粒子を用いた接着材には、たとえば、下記特許文献１に記載されたようなものがある。
【０００３】
銀は千℃近い融点をもち、これに近い高温にならないと融着などは起こらない。しかし、粒径が１０ｎｍ以下の超微粒子になると、常温でも融着することが知られている。そこで、この銀の超微粒子を適当な有機物に混入・分散させてペースト状にしたものを、表面が銀もしくは銀と合金を形成する金属（たとえば銅）である２枚の金属面板に挟んで、前記金属の本来の融点よりは遙かに低いが、有機物が分解する程度の適当な温度を与えてやると、金属微粒子同士が融着し、巨視的な金属銀層を形成して接着が成立する。そして、ひとたび巨視的な塊となった金属銀層は、本来の融点まで固体としての物性を保ち続ける。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、こうした特性をもつ銀の超微粒子ペーストも、作業性・可搬性という点では扱いにくく、さらに融着後の接合層の厚み管理にも高度な技術を要する。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決し、作業性・可搬性に優れ、均一な接着層を実現できる金属間接着材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
有機溶媒中に酸化銀の微細粒子を混入・分散させたペーストを有機系繊維からなる布に含浸・塗布してなり、前記酸化銀が加熱により放出する酸素によって、前記有機系繊維を酸化し、気化せしめるに足る量の酸化銀を含有する接着材を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
酸化銀の微細粒子を混入・分散させたペーストを有機系繊維からなる布に含浸・塗布してなる接着材を構成することによって、作業性・可搬性に優れ、均一な接着層を実現できる金属間接着材として提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
［第一の実施の形態］
図１は、本発明の第一の実施の形態である布状接着材を説明する断面図である。図中、１は有機系繊維である。繊維径はなるべく細い方が好ましく、たとえば１０μｍ程度かそれ以下であることが望ましい。素材は、木綿、ポリプロピレン、炭素繊維などである。図では、有機系繊維１が布状に織られている断面を示しているが、長い繊維同士が絡み合って不織布状になっているものでもよい。また、このような有機系繊維１の集合体を布１０と呼ぶ。
【００１１】
２は有機溶媒に直径数〜数千ｎｍの酸化銀微細粒子を混入・分散させたペーストであり、布１０に、均一に、含浸・塗布されている。
【００１２】
このように、本発明に係る接着材の特徴は、有機系繊維１からなる布１０に、有機溶媒中に酸化銀の微細粒子を混入・分散させたペースト２を含浸・塗布してなり、前記酸化銀が加熱により放出する酸素によって、前記有機系繊維を酸化し、気化せしめるに足る量の酸化銀を含有することにある。
【００１３】
本発明に係る接着材は、図１に示すように、布１０にペースト２を塗布し、接着材としての微細粒子銀ペーストに可搬性をもたせたことを特徴とする。従来例のように、金属粒子として銀を用いた場合には、接着層中に有機系繊維１が残ったままになってしまい、電気伝導性、熱伝導性の妨げになりかねない。そこで、本発明においては酸化銀を利用した。酸化銀は２００℃以上で銀と酸素に自己分解するので、この接着材を挟み込んだ接着面をそれ以上の、有機物が炭化し始める温度に加熱すると、酸化銀から発生した酸素により、有機物が一酸化炭素や二酸化炭素などの気体に分解される反応を促進し、分解生成物は加圧によって接合面から排出される。
【００１４】
ところで、有機系繊維もしくはその残渣が接合層から必ずしも完全に消失する必要はないが、消失した方が電気伝導、熱伝導の点で望ましい。常温で融合しないように金属微細粒子を被覆している有機物は、一般に酸素なしでも分解・気化するものが選ばれるので、ここでは有機系繊維１を酸化できるだけの酸素の量について説明する。たとえば、有機系繊維の分子量にかかわらず、これらが、ポリエチレンのように、［−ＣＨ２−］という成分から構成されていると仮定すると、１ｇあたりの炭素量は(１／１４)モルである。そして、炭素原子１個に対して酸素原子が１個あれば、有機物は一酸化炭素として気化することができる。一方、酸化銀Ａｇ２Ｏの分子量は２３２なので、合計１ｇの有機系繊維＋有機物に対して、２３２／１４≒１６.６ｇ（容積換算すると２.３ｃｍ３）の酸化銀があれば、原理的には、有機物はすべて接合面から気化させることができる。さらに、有機系繊維が木綿などのセルロースである場合は、分子中の炭素数と酸素数がほぼ同じなので、上記の分量でも、炭素の大半は二酸化炭素として気化することができる。
【００１５】
なお、繊維に隈無く酸素を与え、繊維の消失を促進するため、酸化銀の平均粒径は少なくとも繊維の径以下、あるいは繊維の径よりも１〜２桁小さいものが望ましい。
【００１６】
次に、この布状の接着材の使用方法について説明する。この布状の接着材は、所定のサイズに切断・整形し、接着すべき２つの金属面の間に挟んで加圧・加熱する。あるいは、ペースト中の有機溶媒と反応しない薄手のシートの上に布１０を置き、酸化銀の超微細粒子を混入・分散させた有機溶媒を布１０に厚めに塗布し、撓めてもひび割れない程度に乾燥させた後、もう一枚のシートに挟んで保存、搬送する。使用する際は、布１０を挟んだ２枚のシートのうち、１枚を剥がし、布１０の付着している側のシートを接着したい片方の金属面に押し当て、シートを剥がして接着面に布１０を移す。この段階で、有機溶媒のうち揮発成分を飛ばす。この時点で、繊維の炭素と酸化銀の割合が上述の割合を満たしていればよい。そして、接着させたいもう一方の金属面を布１０の上に置き、加圧し、かつ加熱する。すると、上述のように内部の微細粒子酸化銀が自己分解し、放出された酸素が繊維１を酸化して一酸化炭素もしくは二酸化炭素にする。出てきた気体は加圧によって接着面から排除され、繊維１はほぼ消失し、後にはほぼバルクの銀層のみが残り、接着した金属板同士の接着が完了する。
【００１７】
なお、ペースト２は、直径数〜十数ｎｍの銀微細粒子を含んでいると、接着特性の向上にさらに効果的である。
【００１８】
［第二の実施の形態］
図２は、本発明の第二の実施の形態である布状接着材を説明する断面図である。図において、有機系繊維１と、ペースト２と布１０とは、第一の実施の形態におけるものと同じである。本実施の形態においては、第一の実施の形態における布１０が、布１０の厚さよりも小でない粒径の銀塊もしくは酸化銀塊３を保持していることを特徴とする。銀塊もしくは酸化銀塊３は、球状であって、粒径が均一であることが望ましい。このようにすると、有機物の分解後、体積収縮した後も接着面の厚みを均一に保ち、かつ、融合する周囲の微細粒子酸化銀や微細粒子銀とも馴染みがよく、導電性、熱伝導性を損なうことがない。このような銀塊もしくは酸化銀塊３は、全体の数％含まれていればよい。
【００１９】
以上に説明したように、本発明によれば、接着後に、銀による強固な接着層を形成する接着材たる、銀系微細粒子を含むペーストを使う作業性が向上する、という効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第一の実施の形態を説明する断面図である。
【図２】第二の実施の形態を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１：有機系繊維、２：ペースト、３：銀塊もしくは酸化銀塊、１０：布。
【図１】
2007008971.tif 000003
【図２】
2007008971.tif 000004